驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗ppt课件

1、驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗南京大学医学院附属鼓楼医院王立峰lClonal originlImmortality and telomereslGenetic instabilitylLoss of contact inhibition and anchorage-dependent growthlProgressive independence of proliferation from growth factors and nutrientslMetastasisCause of overproduction of cancer cellslFailure o

2、f abnormal cells to undergo apoptosislGenetic abnormalities that inappropriately stimulate cell proliferationlAbnormalities of tumor-suppressor geneslTumor angiogenesisThe essence of malignant tumorl肿瘤的发生是环境要素和遗传要素共同作用的结果l环境要素只需改动遗传物质的构造和功能才干使正常细胞转变为癌细胞l肿瘤发生的本质是体细胞遗传物质的改动The essence of malignant tum

3、orDriver mutation definitionl驱动突变被定义为可添加肿瘤细胞的顺应性增殖潜能，同时导致癌症发生开展的基因突变。 常见的驱动突变方式: 活化突变；短片段插入或缺失突变；基因的重排或扩增l从统计学角度：某一位点上非沉默突变的频率显著高于背景突变/passenger mutations的频率 沉默突变因不改动基因编码的氨基酸；不影响蛋白质功能和活性，因此被以为是passenger mutations l与passenger mutations区别在于：l passenger mutations通常为无功能突变，不导致肿瘤的发生开展l driver mutations可影响

4、癌症的表型； passenger mutations与肿瘤开展无关，随DNA复制而不断累积lOncogene Addiction ：驱动突变常发生于与细胞信号传导和调理通路有关的基因；突变的基因驱动肿瘤构成并维持肿瘤的生长。因此，即使是在抑癌基因正常表达的情况下，癌细胞也可依赖于这种单个突变基因的异常表达而得以生长 Driver mutation definitionHow to identify driver mutations?l统计学检测+体内、体外实验证明l癌症相关的驱动突变多集中于有限的一些涉及重要生物功能的信号通路，近年来不少学者主张采用信息网络、数据整合分析的方法来探求驱动突变并

5、已获得初步胜利l三类l A 基于对突变影响功能的预测l B 基于对知driver/passenger mutations参数的机器设置用以发现新的突变l C 基于driver/passenger mutations不同的突变频率Big step in NSCLC based on driver mutationlEGFRERBB-1，是表皮生长因子受体(HER)家族成员之一，经过影响细胞增殖、凋亡等在癌症发生开展中发扬重要作用l在西方高加索肺癌患者中，10-15%存在EGFR活化突变，在亚裔人群，这一突变比例更高lEGFR突变多见于肺腺癌、不吸烟或轻度吸烟、女性、亚裔。l突变可导致EGFR通路

6、不依赖配体的继续激活，同时对EGFR TKIs治疗敏感l小分子EGFR TKIs可阻断ATP结合至EGFR铬氨酸激酶区域催化位点，从而抑制EGFR信号通路的活化。 Driver mutation-EGFRDriver mutation-EGFREGFR mutations and EGFR TKIsEGFR mutations and EGFR TKIsEGFR mutations and EGFR TKIs“Individualized Therapy“Individualized Therapy OR “Precision Therapy OR “Precision TherapyTypi

7、cal PFS/OS in EGFR mutant NSCLC treated with EGFR TKIsSLCG = Spanish Lung Cancer GroupRR = response rate; MUT+ = mutation positiveCR = complete response; PR = partial responseSD = stable disease; PD = progressive diseaseDCR = CR+PR+SD; TTP = time to progressionRosell, et al. NEJM 2021ClinicalHistory

8、+ClinicalHistory+ClinicalHistory+= Lung Cancer+= Adenocarcinomaof lung+Cancer diagnosis model shiftCancer diagnosis model shiftCancer treatment model shiftDriver mutations in NSCLCModified from Kris M, et al. IASLC 2019 Targeted Therapies Conference.KRASEGFR未知60%KRAS未知75%201920192019-2019未知25%KRASEG

9、FRRETROS1MEKHER2METBRAFPIK3CAALKNRASNTRK1Driver mutation- EML4-ALKl棘皮动物微管相关蛋白4-间变性淋巴瘤酶EML4-ALK交融基来由第2号染色体短臂插入引起，由ALK基因的3端与EML4基因的5端倒位交融构成l2019年，Nature上初次报道在肺癌中发现一种新的驱动基因EML4-ALK；肺癌患者中EML4-ALK的阳性率约为3%-8%。不吸烟或轻度吸烟的腺癌患者中比例更高lEML4-ALK统和基因通常与EGFR、KRAS突变不共存，其存在经常预示着EGFR TKIs耐药l迄今为止，在肺腺癌中至少已发现11种EML4-ALK交融

10、基因变异体l克唑替尼Crizotinib是一口服的ALK/MET抑制剂，在针对具有ALK重排肿瘤患者的I期临床实验中客观有效率ORR达60.8%，中位PFS 9.7个月。随后的II期临床实验PROFILE证明了前期临床实验的良好疗效，在III期临床实验结果尚未公布时，美国FDA就于2019年同意了克唑替尼的临床运用。l针对EML4-ALK的最正确检测方法？IHC, FISH, RT-PCRDriver mutation- EML4-ALKDriver mutation- KRASlNSCLC中最常见的驱动突变之一5%-30%，多见于吸烟的腺癌NSCLC。97%的KRAS突变发生在codon12

11、、13的exon2。突变导致RAS信号通路继续处于激活形状l在25%-35%的EGFR TKIs无效患者中存在KRAS突变；是EGFR TKIs疗效的负性预测分子l目前该突变依然是undruggable，未来？Driver mutation- KRASSelumetinib plus docetaxel for KRAS-mutant advancednon-small-cell lung cancer: a randomised, multicentre,placebo-controlled, phase 2 studyPasi A Jne, Alice T Shaw, Jos Rodrig

12、ues Pereira, Gale Jeannin, Johan Vansteenkiste, Carlos Barrios, Fabio Andre Franke, Lynda Grinsted,Victoria Zazulina, Paul Smith, Ian Smith, Lucio CrinDriver mutation- KRAS Findings 44 patients to receive selumetinib and docetaxel (selumetinib group) and 43 to receive placebo and docetaxel (placebo

13、groupMedian overall survival was 94 months in the selumetinib group and 52 months in the placebo group 。MEK1/2抑制剂抑制剂Trametinib治疗治疗KRAS突变晚期突变晚期NSCLCMEK1/2抑制剂抑制剂Trametinib治疗治疗KRAS突变晚期突变晚期NSCLCDriver mutation- HER2lHER2 (ERBB2/EGF2)是一跨膜的酪氨酸激酶受体家族成员lHER2扩增l 发生频率10%-35%(在NSCLC中)l 腺癌比鳞癌多见l 常表现为对EGFR TKIs敏

14、感 lHER2突变1%-2%，在非吸烟、亚裔、腺癌、女性患者中突变比率更高。l具有HER2突变的肿瘤细胞对同时靶向EGFR和/或HER2信号通路的酪氨酸激酶抑制剂敏感lBIBW 2992，小分子酪氨酸激酶抑制剂，同时抑制EGFR和HER2下游信号通路。I-II期临床实验发现该药在具有ERBB2突变的肺腺癌患者中具有显著的抗肿瘤活性l在化疗抵抗的具有ERBB2 Gly776Leu位点突变的肺癌患者中，曲妥珠单抗抗ERBB2抗体结合紫杉醇的方案有效。Driver mutation- HER2Driver mutation- BRAFlBRAF基因编码的蛋白在KRAS信号通路的下游发扬作用突变导致激

15、酶活性添加并激活MAPK2和MAPK3lNSCLC中 BRAF突变率约1%-3%，大多与KRAS、EGFR突变不共存；突变多见于正在吸烟或既往吸烟者l目前有多种B-RAF的抑制剂正在肺癌患者中进展相关临床实验。Dabrafenib治疗治疗BRAF V600E突变突变NSCLCl主要察看终点： 研讨者评价的ORRl次要察看终点：PFS，缓解继续时间，OS，平安性，耐受性，人体药代动力学 IV期BRAF V600E-突变阳性的NSCLC (N=17) 既往至少接受过一线化疗且失败第一阶段N=20Planchard D, et al. 2019 ASCO Abstract 8009.Dabrafen

16、ib，150mg op BID第二阶段N=20单臂，开放性，2期临床研讨BRF128中期结果：中期结果： 最初前最初前20例患者最正确确认疗效病灶直例患者最正确确认疗效病灶直径总和的最大减少径总和的最大减少结论：Dabrafenib治疗复治BRAF V600E突变阳性NSCLC有早期抗肿瘤活性，ORR达52%且最长缓解继续49周，耐受性良好。满足前20例患者中至少出现3例缓解，已扩展样本量进入第2阶段，并纳入一线患者这是NSCLC治疗中首个证明BRAF可作为治疗靶点的研讨lMET基因位于染色体7q21，编码一跨膜酪氨酸激酶，激活信号可经过RAS、PI3K/AKT、STAT通路传送。突变/扩增均

17、可导致激酶异常活化lMET突变在NSCLC中发生率较低1%，鳞癌中更为少见lMET扩增与EGFR TKIs耐药有关，在有EGFR敏感突变的耐药NSCLC中20%与MET扩增有关l阻断MET通路 MET 抑制剂/单克隆抗体可抑制具有MET异常活化的肿瘤细胞生长。相关药物正处於临床实验中Driver mutation- METMET and EGFR-TKIs resistance NSCLC (N=44) EGFR-TKI治疗搜集细针穿刺或胸腔积液样本评价EGFR和其他受体酪氨酸激酶 (RTKs 如ErbB2, ErbB3, cMET, IGF1R, ALK等)， 和下游AKT和MAPK通路蛋白

18、的表达和激活研讨目的：1) 根据RTKs和通路蛋白的表达/激活比较ORR2) 评价EGFR-TKI治疗期间RTK和通路蛋白的调理3) 在接受EGFR-TKI治疗的患者中，评价EGFR基因突变的激活和RTK激活的相关性RTK=络氨酸激酶E/M-指数E/M-指数 (n)/E/M-指数 (n)mPFS (月)P值10010/1912.2/50.0548011/1812.2/50.0266014/1511.2/1.10.00014019/109.8/1.10.0012025/46.1/0.10.018Ahn MJ, et al. 2019 ASCO Abstract 11113.l无论EGFR突变形状

19、如何，EGFR/cMET相对程度高的患者PFS显著更好l随着cMET参与的程度越高或E/M指数越低，NSCLC的临床获益越差结论：cMET在NSCLC患者对EGFR-TKI产生耐药过程中具有重要作用E/M指数及其活化可作为选择EGFR抑制剂和cMET抑制剂的预测标志物，但还需求前瞻性临床研讨的验证Ahn MJ, et al. 2019 ASCO Abstract 11113.MET and EGFR-TKIs resistanceNTRK1基因交融作为肺癌新的癌基因靶点基因交融作为肺癌新的癌基因靶点l结论l在肺腺癌中经过NGS/FISH发现了一种新的癌基因NTRK1交融l需求开展更多研讨以明确

20、NTRK1交融在肺癌中的发生率和特征l我们的发现提示需求在NTRK1交融阳性患者中开展前瞻性Trk抑制剂的临床研讨35例泛阴性(EGFR, KRAS, ALK, ROS1)肺腺癌样本新的Break-Apart FISH检测 第2代测序技术(CLIA认证明验室)对表现为新NTRK1基因交融的细胞进展转录及药理抑制分析56 例泛阴性(EGFR, KRAS, ALK, ROS1, RET)肺腺癌样本Doebele RC, et al. 2019 ASCO Abstract 8023.3/91 (3.3%)法国生物标志物研讨法国生物标志物研讨驱动突变驱动突变经过驱动基因选择靶向治疗可以延伸患者经过驱动

21、基因选择靶向治疗可以延伸患者OS14家LCMC成员单位入组1102例转移性肺腺癌患者检测KRAS, EGFR, HER2, BRAF, PIK3CA, AKT1, MEK1，NRAS 突变，ALK 重排和 MET扩增1007例至少一个基因检测的患者中，622例检测到至少一个驱动基因形状的改动；733例行多重基因组检测的患者中，465例检测到至少一个基因形状改动Johnson BE, et al. 2019 ASCO Abstract 8019.经过驱动基因选择靶向治疗可以延伸患者经过驱动基因选择靶向治疗可以延伸患者OSl279例(28%)伴驱动基因突变患者的数据用于选择靶向治疗或入组靶向研讨l

22、在有后续临床随访信息的938例患者中，总生存分析如下：中位生存时间 (年)伴驱动突变没有接受靶向治疗的患者(n=313)伴某种驱动突变接受靶向治疗的患者(n=264)不伴驱动突变的患者 (n=361)P0.0001结论：伴有已确定驱动突变的患者中，接受靶向治疗者的生存时间较未接受靶向治疗者明显延伸多重基因组检测有助于临床医生选择适当的患者进展靶向治疗和入组靶向治疗临床研讨Johnson BE, et al. 2019 ASCO Abstract 8019.Disparity in driver mutationsl驱动突变在不同人种中的差别l驱动突变在同一病种，不同病理类型之间的差别：NSCL

23、C 腺癌 VS 鳞癌l同一突变在不同病种中的差别NSCLC腺癌驱动突变谱：欧美人群腺癌驱动突变谱：欧美人群迄今晚期NSCLC患者中开展的规模最大的生物标志物研讨Barlesi F, et al. 2019 ASCO Abstract 8000; Giaccone G, et al. 2019 ASCO Abstract 7513.首个评价生物标志物配对治疗疗效的前瞻性临床研讨NSCLC腺癌驱动突变谱：亚洲研讨腺癌驱动突变谱：亚洲研讨EGFR依然是亚裔腺癌最常见的驱动基因Koh Y, et al. 2019 ASCO Abstract 7572. Wu YL, et al. 2019. 140例

24、日本肺腺癌370例中国肺腺癌BRAF M+2%PI3K M+4%C-MET Amp5$PTENM+6%EML4-ALK7%KRAS7%EGFR M+40%未知29%KRAS17.6%EGFR43%PIK3CA14.1%MLH14.9%STK116.3%CTNNB15.6%GNAS0.7%PTPN110.7%VHL11.4%SMAD41.4%l即使同样的病理类型中，东方人群与西方国家人群(高加索人种)并不完全一样l常见的突变基因方面，EGFR突变在亚裔(包括中国)人群中的发生率明显高于白种人群(30% vs. 17%), 而K-RAS突变那么在白种人群的发生率远高于亚裔人群Disparity i

25、n driver mutations-RaceDriver mutations in SCC：鳞癌患者的基因型较：鳞癌患者的基因型较腺癌或更加复杂，其对生存的预后预测作用更加明腺癌或更加复杂，其对生存的预后预测作用更加明显显Disparity in driver mutations-PathologyFGFR1lFGFR1(Fibroblast growth factor receptor type 1 gene, 纤维母细胞生长因子受体)l20%-40%SCC患者 中存在FGFR1的扩增l具有FGFR1扩增的肿瘤对FGFR抑制剂治疗敏感FGFR1基因拷贝数添加基因拷贝数添加475例已行手术例

26、已行手术切除的切除的I-III期期NSCLCl多要素分析，在校正吸烟、性别和肿瘤大小后，伴FGFR1基因扩增的I/II期肺鳞癌患者的OS显著短于FGFR1未扩增的患者HR=0.26; 95% CI: 0.08-0.84, P=0.02l18%的脑转移出现FGFR1拷贝数添加Tang XM, et al, et al. 2019 ASCO Abstract 7552.FISH & IHC检测检测FGFR1基因扩增基因扩增PI3K/PTEN/AKT/mTOR pathwaylPI3K(Phosphatidylinositol-3 kinases, 磷脂酰肌醇(-3)激酶)将PIP2转化为P

27、IP3，后者激活下游的AKT/mTOR通路，调理细胞生长、存活和迁徙lPI3K包括调理和催化亚单位，分别由不同基因编码。大多数突变发生于编码催化亚单位的PIK3CAlPIK3CA扩增3q26位点， SCC中近43%，较PIK3CA突变常见。PI3K/AKT途径的激活与EGFR敏感的NSCLC对EGFR TKIs抵抗有关lPIK3CA突变常与EGFR突变共存，在EGFR TKIs抵抗的EGFR敏感突变NSCLC中5%存在PI3KCA突变PI3Kl经过使PIP3去磷酸化，PTEN负向调理PI3K/AKT通路，从而抑制肿瘤生长lPTEN的失活可导致PI3K/PTEN/AKT/mTOR 通路活性添加，

28、促进肿瘤生长lPTEN失活使EGFR敏感突变NSCLC患者对EGFR TKIs敏感性降低lPTEN失活可添加PI3K/AKT抑制剂和mTOR抑制剂的疗效Impact of PI3K pathway in the model of metastases and survival in stage IV SCCl68例 IV期 肺鳞癌患者的FFPE肿瘤标本lFGFR1 扩增 (FISH)lPIK3CA 突变 (Sequenom)lPTEN 缺失 (IHC)lPTEN 突变(外显子测序)l采用Kaplan-Meier法估算生存率l采用Log-rank检验和Cox比例风险法l 进展组间比较Paik P

29、K, et al. 2019 ASCO Abstract 8022.lOS单要素分析：lOS多要素分析：思索到年龄、性别、KPS要素后，依然显示PI3K与生存期短相关lHR = 3.3，(95%CI:1.5-7, p=0.03) l转移部位的驱动基因分析l脑转移在鳞癌中不常见，但在l PI3K异常肿瘤高达22%l脑转移仅出如今PI3K异常肿瘤Paik PK, et al. 2019 ASCO Abstract 8022.OS 95%CIP值(vs 其他)FGFR1扩增19.510.8-NR0.059PI3K9.498.1-NR0.004其他13.79.7-NR结论：IV期PI3K异常肺鳞癌患者

30、的生存较差脑转移在PI3K异常的患者中更常见，且仅出如今PI3K异常的患者中PI3K通路活化具有不同的生物学特点，以该通路为靶点的治疗方法能够是伴脑转移的肺鳞癌患者的一种有效治疗战略Impact of PI3K pathway in the model of metastases and survival in stage IV SCCDDR2lDDR2(discoidin domain th receptor 2,盘状构造域受体 2)经过与丝状胶原结合激活下游信号通路lDDR2下游信号通路包括Shp-2、Src、STAT、MAPKlDDR2基因第768位点的突变导致丝氨酸被交换为精氨酸S76

31、8RDDR2lSCC中DDR2突变比例3%-4%，较Ad高lDasatinib，商品化的多靶点激酶抑制剂，可阻断DDR2通路l体内、体外实验证明dasatinib对DDR2突变细胞有效l前期临床实验初步证明了在SCC中的疗效Current clinical trials on driver mutations in SCClBRAF突变位点l 恶性黑色素瘤 V600E 90%l NSCLC： V600E50%；G469A 39%l D594G 11%Disparity in driver mutations-different mutations of BRAFDriver mutations

32、 in other tumorslBCR-ABL基因异位与慢性粒细胞性白血病：基因异位与慢性粒细胞性白血病：l 相应靶向药物相应靶向药物伊马替尼格列卫伊马替尼格列卫lROS1与胃癌与胃癌l 2019年，韩国的学者在胃腺癌中证明了年，韩国的学者在胃腺癌中证明了ROS1基因重排的存在，从基因重排的存在，从而为具有这一分子亚型的胃癌患者采取相应的靶向药物治疗奠定了根而为具有这一分子亚型的胃癌患者采取相应的靶向药物治疗奠定了根底底lBRAF、KIT与恶性黑色素瘤与恶性黑色素瘤l 相应靶向药物相应靶向药物BRAF:伊匹单抗伊匹单抗Ipilimumab，抗，抗CTLA4单克单克隆抗体、隆抗体、vemura

33、fenibBRAF抑制剂抑制剂l KIT-CML慢性粒粒细胞性白血病和慢性粒粒细胞性白血病和GIST胃肠间质瘤的胃肠间质瘤的治疗靶点之一，同样也是恶性黑色素瘤的驱动突变，在治疗靶点之一，同样也是恶性黑色素瘤的驱动突变，在3%左右的恶左右的恶黑患者中有黑患者中有KIT突变存在，为相应靶向药物在恶性黑色素瘤患者的运突变存在，为相应靶向药物在恶性黑色素瘤患者的运用奠定了根底。用奠定了根底。 Driver mutations in other tumors 不同瘤种的共同不同瘤种的共同“分子分子分型分型lALK变异肿瘤，日本学者最早称之为ALK肿瘤ALKomal曾经在多种肿瘤中检测到ALK变异活化，例

34、如炎症肌母细胞瘤、三阴性乳腺癌、胃肠道肿瘤、少数神经母细胞瘤、间编大细胞淋巴瘤、前列腺癌等lCrizotinib能否有效？l 针对这些ALKoma的ALK靶向治疗研讨将会建立基于分子分型的多瘤种一致个体化治疗方式lROS1交融在肺癌中的变异频率约为1%，并对crizotinib也有很好的反响。crizotinib对ROS1阳性肺癌有效率可达56%，6个月PFS率71%lROS1变异胃肠道肿瘤、黑色素瘤、肉瘤等l BRAF突变肺癌、黑色素瘤、结直肠癌等l MET扩增活化肺癌、头颈部鳞癌、胃癌、结直肠癌等RET交融基因肺癌、甲状腺癌、少数乳腺癌、肉瘤等KRAS突变胰腺癌、结直肠癌、肺癌、头颈鳞癌、

35、黑色素瘤等Driver mutations in other tumors 不同瘤种的共同不同瘤种的共同“分子分型分子分型l不同组织来源的肿瘤有能够越来越多地根据共同“分子分型，采取同一靶向治疗方式Driver mutations in other tumors 不同瘤种的共同不同瘤种的共同“分子分型分子分型Enough？l仍有30%左右存在EGFR敏感突变的NSCLC患者TKIs无效l 正确认识多重驱动突变，结合靶向治疗？l药物敏感的肿瘤初始对靶向药物治疗有效，但大多在6-12月内出现治疗抵抗l耐药后驱动基因图谱发生了变化，且这种变化在靶向治疗的同时不断演化。更多的实验以为这种变化是靶向治疗

36、后基因挑选的结果Cheng et al, Nature Med 2019Patients with the same Diagnosis &Clinical Features Heterogeneity of tumorPatients with same diagnosis, but different Molecular Profiles不同个体之间的异质性不同个体之间的异质性同一个体，同一肿瘤内部的异质性同一个体，同一肿瘤内部的异质性Problems and Challenge : Oncogenic change during the treatmentl在肿瘤不断进展或接受治

37、疗过程中，面对各种选择压力，原先在肿瘤发生开展中占主导位置的驱动突变“让位于新的驱动突变l在靶向治疗过程中，原先以很小比例存在的突变在治疗挑选过程中成为优势突变Problems and Challenge : Oncogenic change during the treatmentl针对驱动基因突变研制的分子靶向药物在晚期NSCLC 治疗方面曾经显现出宏大的优势。l表皮生长因子受体(EGFR)敏感突变的患者，可从EGFR 酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗中获得更好的疗效，但几乎一切患者迟早均要发生EGFR-TKI获得性耐药，中位无进展时间只需812个月l当靶向治疗后出现耐药时，临床上

38、面临众多治疗困惑，也是当今肺癌个体化治疗的研讨热点之一Problems and Challenge-resistanceProblems and Challenge Second mutations and emerge of new driver mutationsEGFR T790MEGFR野生型：外显子20中第790个氨基酸位点是苏氨酸TEGFR突变型：苏氨酸中第二个碱基由C突变为TT790突变：790位点苏氨酸被甲硫氨酸G替代T790突变改动了ATP的亲和性，导致EGFR-TKI不能有效阻断信号产生耐药女性，75岁, 非吸烟，腺癌2019年10月，诊断为肺腺癌IV期骨，脑开场吉非替尼治疗Tissue: EGFR Exon 19 del 15bp +Serum: EGFR Exon 19 del 15bp +2019年9月,肺部病灶进展 Serum: EGFR E